SU781579A1

SU781579A1 - Liquid flowrate determining method

Info

Publication number: SU781579A1
Application number: SU782642842A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иванович Монахов
Original assignee: Особое Конструкторское Бюро Биологической И Медицинской Кибернетики
Priority date: 1978-07-07
Filing date: 1978-07-07
Publication date: 1980-11-23

Description

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТИ(54) METHOD FOR DETERMINING FLOW RATE

Иэоб етение относитс к иэйерительной технике и может быть исполь вано, в частности дл косвенного измерени производительности насосов дл крови. Известен способ определени расхода жидкости, в частности кров И;, создаваемого диафрагменным насосом, приводимым в движение импульсами с% того га за, путем интегрировани давлени газа за один цикл 1. Недостатком этого способа вл ет с наличие дополнительной погрешности при измеренин расхода за счет наличи обратного потока контролируемой жидкости через ВЫХОДНОЕ) клапан насоса во врем его переключени величина которого не учитываетс при определении расхода. Цель изобретени - устранение ук занного недостатка. Эта цель достигаетс тем, что пр определении расхода жидкости интегрируют давление газа в той части ци ла, в которой давление :газа выше . давлени прекращени впуска и давлени начала выпуска жидкости из насоса. Расход жидкости, нагнетаемый насосом за один цикл работы, опредекак разность объемов, вытесненпоршнем в цш индре насоса при том же значении дазалени неизой массы газа на стади х выпусвпуска жидкости в приемник во ч отсутстви движени жидкости закрытых входном и выходас л клах насоса оличество нагнетаемой за каждый работ Ы насоса жидкости (Q) опреют в соответствии с зависимостью V. - V У „ - V n2 нч Ж-Г ж у. объем, вытесненный поршнем в цилиндре насоса в момент достижени контрольного значени давлени газа на стадии выпуска жидкости; V - объем,вытесненный поршнем i в цилин е насоса в момент достижени контрольного значени давлени ra-i эа на стадии впуска жидкости; V.:. - объем жидкости в приемнике; насоса при закрытых клапанах на стадии выпуска; объем жидкости -в приемнике насоса при закрытых клапанах на стадии впуска.The design is related to iaierite technology and can be used, in particular, to indirectly measure the performance of blood pumps. A known method for determining the flow rate of a fluid, in particular, blood I ;, generated by a diaphragm pump driven by pulses from one percent of this, by integrating the gas pressure in one cycle 1. The disadvantage of this method is the presence of additional error in measuring the flow rate due to the presence of return flow of the controlled fluid through the OUTLET) pump valve during its switching, the value of which is not taken into account when determining the flow rate. The purpose of the invention is to eliminate the above disadvantage. This goal is achieved by integrating the gas pressure in the part of the cylinder in which the pressure: gas is higher when determining the flow rate. the pressure for stopping the intake and the pressure for the start of the discharge of fluid from the pump. The flow rate of a pump injected in one cycle of operation, is definitely a difference in volume displaced by the piston in the pump inside the pump at the same value of the gas mass in the stages of the fluid inlet into the receiver without moving the closed inlet and outlet of the pump. The works of the liquid pump (Q) will be determined in accordance with the dependence V. - V V „- V n2 LF W-D W. the volume displaced by the piston in the pump cylinder at the moment of reaching the control value of the gas pressure at the stage of liquid discharge; V is the volume displaced by piston i in the pump cylinder at the moment when the control value of pressure ra-i ea is reached at the stage of fluid intake; V.:. - the volume of fluid in the receiver; pump with valves closed at the stage of release; the volume of fluid in the pump receiver with valves closed at the stage of intake.

Объем, вытесненный поршнем в цилиндре насоса в любой момент времен определ етс законом перемещени поршн и временем с начала процесса выпуска до контрольного мс «ента;The volume displaced by the piston in the pump cylinder at any moment of time is determined by the law of piston movement and the time from the beginning of the exhaust process to the control ms «enta;

Таким образом, процесс измерени расхода жидкости, нагнетаемого насо ,сом за один цикл работы, состоит из выбора контрольного значени давлени газа с таким условием, чтобы оно было больше, чем давление жидкости перед входным клапаном насоса но меньше, чем давление жидкости после выходного клапана насоса, так как при этом условии входной и выходной клапаны насоса закрыты; измерени времени от начала процесс выпуска жидкости до моментов достижени величины кЪнтрольного значени давлени газа; определени количества нагнетаемой насосом жидкости за один цикл работы насоса (Q) в соответствии с зависимостью (1) при известном законе перемещени поршн по измеренным значени м времен.Thus, the process of measuring the flow rate of the fluid pumped by the pump, for one cycle of operation, consists of selecting the reference value of the gas pressure such that it is greater than the fluid pressure before the pump inlet valve but less than the fluid pressure after the pump outlet valve , as under this condition the inlet and outlet valves of the pump are closed; measuring the time from the start of the process of discharging a liquid to the time it reaches the control value of the gas pressure; determining the amount of fluid pumped by the pump in one cycle of pump operation (Q) in accordance with dependence (1) with the known law of piston movement using measured time values.

На фиг. 1 показано устройство, реализующее предложенный способ; на фиг, 2 - диаграммы происход щих в насосе процессов.FIG. 1 shows a device that implements the proposed method; Fig. 2 shows diagrams of processes occurring in the pump.

Устройство содержит приемник 1 насоса, имеющий полость посто нного объема, разделенную гибкой мембраной 2 на две камеры - жидкостную 3 и газовую 4. Через входной клапан 5 контролируема жг-эдкость входит в камеру 3 и выходит из нее через клапан 6. Камера 4 соединена с цилиндром 7, внутри которого наход1тс поршень 8, соединенный с приводным узлом 9. Камера,4 и внутренн полость цилиндра 7 заполнены газом, давление которого измер ют с помощью преобразовател 10,The device contains a pump receiver 1 having a constant volume cavity divided by a flexible membrane 2 into two chambers — a liquid 3 and a gas 4. Through the inlet valve 5, the lcd pressure device enters chamber 3 and exits through valve 6. Chamber 4 is connected to a cylinder 7 inside which there is a piston 8 connected to the drive unit 9. The chamber 4 and the internal cavity of the cylinder 7 are filled with gas, the pressure of which is measured by means of the converter 10,

Устройство работает следующим образом .,The device works as follows.,

За начало цикла принимают начало движени поршн 8 из нижнего край- . него положени . При движении поршн 8 вверх газ сжимаетс , нарастает его давление и часть жидкости из жидкостной камеры 3 через клапан 5 выходит обратно во входную магистраль. Клапан 6 закрыт, так как давление со стороны выходной магистрали больше , чем давление в камере насоса. При достижении величины давлени газа значени Р„ , клапан 5 закрываетс и изменение объема, занимаемого газом, при дальнейшем движении поршн происходит при установившемс объеме жидкости в камере 3,The beginning of the cycle is the beginning of the movement of the piston 8 from the lower edge. his position. When the piston 8 moves upwards, the gas is compressed, its pressure builds up and a part of the liquid from the liquid chamber 3 goes back through the valve 5 to the inlet line. The valve 6 is closed, since the pressure from the output line is greater than the pressure in the pump chamber. When the gas pressure reaches the value of P ", the valve 5 closes and the change in the volume occupied by the gas, upon further movement of the piston, occurs at a steady volume of liquid in the chamber 3,

При закрытых клапанах 5 и 6 измер ют врем от начала цикла до момента достижени дайлени газа величины Р . При достижении величины давлени газа значени Р клапан 6 открываетс и жидкость из жидкостной камеры выпускаетс в выходную магистраль .. With valves 5 and 6 closed, the time from the start of the cycle to the moment the gas is reached, P, is measured. When the gas pressure reaches the value of P, valve 6 opens and liquid from the fluid chamber is discharged to the output line.

После изменени направлени движени поршн 8 часть жидкости из выходной магистрали возвращаетс в насос до того момента, когда давление газа в камере достигает значени Р и клапан 6 закрываетс . Клапан 5 при этом закрыт.After changing the direction of movement of the piston 8, part of the fluid from the output line returns to the pump until the gas pressure in the chamber reaches P and the valve 6 closes. The valve 5 is closed.

При закрытых клапанах 5 и 6 еще раз измер ют врем до момента достижени давлени газа величины Р., По измеренным величинам времен определ ют объем жидкости, выталкиваемой насосом за один цикл работы , в соответствии с формулой (1) при известном законе перемещени поршн .With the valves 5 and 6 closed, the time until the gas pressure reaches the value P is measured again. The measured volume of time is used to determine the volume of fluid pushed out by the pump in one cycle of operation, in accordance with formula (1) with the known piston displacement law.

При достижении величины давлени газа Р открываетс входной клапан 5 и жидкостна камера начинает наполн тьс жидкостью из входной магистрали.When the gas pressure P is reached, the inlet valve 5 opens and the liquid chamber begins to fill with fluid from the inlet line.

На первой (сверху) диаграм 1е (фиг. 2) изображено изменение во времени объема, вытесненного поршне в цилиндре (V ) , где V - объем вытесненный поршнем в момент V - объем, вытесненный поршнем в Момент t,,The first (top) diagram 1e (Fig. 2) shows the change in time of the volume displaced by the piston in the cylinder (V), where V is the volume displaced by the piston at the time V is the volume displaced by the piston at Moment t ,,

На второй диаграмме (фиг.2) изображено изменение давлени газа (Р) в газовой камере и отмечены; Р давление , при котором переключаетс входной клапан; Pg - давление, при котбром переключаетс выходной клапан; Р - атмосферное давление; Р - контрольное значение давлени газа при закрытых клапанах.The second diagram (Fig. 2) shows the change in gas pressure (P) in the gas chamber and is marked; P is the pressure at which the inlet valve is switched; Pg is the pressure at which the outlet valve switches; P is atmospheric pressure; P is the control value of the gas pressure with the valves closed.

На третьей диаграмме (фиг. 2) изображено изменение объема жидкости (V) в камере насоса 3 и отмечены; Vj - установившеес значение объема жидкости в камере на стадии изгнани ; V. - установившеес значение объема жидкости в камере насоса на стадии забора; V максимальный объем жидкости в камере насоса; V минимальный объем жидкости в камере насоса; t - момент достижени значени давлени газа V на стадии изгнани ; t,, - момент достижени значени давлени газа Р на стадии забора; t - момент закрыти входного клапана; t - момент открыти выходного клапана; t - момент закрыти выходного клапана; t - момент открыти входного клапана.The third diagram (Fig. 2) shows the change in the volume of fluid (V) in the chamber of pump 3 and is marked; Vj is the steady-state value of the volume of fluid in the chamber at the exile stage; V. - steady-state value of the volume of fluid in the pump chamber at the intake stage; V maximum volume of fluid in the pump chamber; V is the minimum volume of fluid in the pump chamber; t is the moment when the value of gas pressure V is reached at the exile stage; t ,, is the moment of reaching the value of gas pressure P at the intake stage; t is the moment of closing the inlet valve; t is the moment of opening of the outlet valve; t is the moment of closing the outlet valve; t - the moment of opening the inlet valve.

Claims

1. US Patent 3,718,044, cl. 73-223, 1973 (prototype).

t

sh